Modul-3 : Sistem Waktu



dokumen-dokumen yang mirip
TUGAS 1 ASISTENSI GEODESI SATELIT. Sistem Koordinat CIS dan CTS

Macam-macam Waktu. Universal Time dan Dynamical Time

TATA KOORDINAT BENDA LANGIT. Kelompok 6 : 1. Siti Nur Khotimah ( ) 2. Winda Yulia Sari ( ) 3. Yoga Pratama ( )

BAB II SISTEM WAKTU DALAM PERSPEKTIF ASTRONOMI DAN KONSEPSI WAKTU SALAT MENURUT FIKIH

BAB II SISTEM SATELIT NAVIGASI

Pertemuan 3. Penentuan posisi titik horizontal dan vertikal

DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL DAFTAR LAMPIRAN DAFTAR LAMBANG DAN SINGKATAN

Sabar Nurohman Prodi Pendidikan IPA FMIPA UNY

BAB I PENDAHULUAN. kembali ke kaki langit di tempat terbenam. Satu hari didefinisikan sebagai

MENGENAL SISTEM WAKTU UNTUK KEPENTINGAN IBADAH

BAB IV ANALISIS SISTEM HISAB AWAL BULAN KAMARIAH ALMANAK NAUTIKA DAN ASTRONOMICAL ALGORITHMS JEAN MEEUS

RANCANG BANGUN SIMULATOR ORBIT SATELIT NON-GEOSTASIONER LANDSAT 7 TUGAS AKHIR

Modul-4 : Sistem Orbit

BESARAN, SATUAN DAN DIMENSI. Silabus

Horizon Lokal Dan Jam Matahari

SOAL UJIAN PRAKTEK ASTRONOMI OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2014 CALON PESERTA INTERNATIONAL EARTH SCIENCE OLYMPIAD (IESO) 2015

TRANSFORMASI KOORDINAT BOLA LANGIT KE DALAM SEGITIGA BOLA (EQUATORIAL DAN EKLIPTIKA) DALAM PENENTUAN AWAL WAKTU SALAT

Meridian Greenwich. Bujur

MENGENAL EQUATION OF TIME, MEAN TIME, UNIVERSAL TIME/ GREENWICH MEAN TIME DAN LOCAL MEAN TIME UNTUK KEPENTINGAN IBADAH

Dr. Eng. Rinto Anugraha, M.Si..

Mengapa proyeksi di Indonesia menggunakan WGS 84?

Datum Geodetik & Sistem Koordinat Maju terus

Oleh : Kunjaya TPOA, Kunjaya 2014

Tujuan. 1. Mahasiswa memahami apa itu sinkronisasi dan pentingnya sinkronisasi pada sistem terdistribusi.

Astronomi Sabar Nurohman, M.Pd

PERATURAN KEPALA BADAN INFORMASI GEOSPASIAL NOMOR 15 TAHUN 2013 /2001 TENTANG SISTEM REFERENSI GEOSPASIAL INDONESIA 2013

MENGENAL GERAK LANGIT DAN TATA KOORDINAT BENDA LANGIT BY AMBOINA ASTRONOMY CLUB

GANGGUAN PADA SATELIT GSO

Satuan Besaran dalam Astronomi. Dr. Chatief Kunjaya KK Astronomi ITB

FISIKA 9/13/2012. Physics for Scientists and Engineers - Serway/Jewett 6 th Ed/7 th Ed. *TUGAS (PR 2 setelah UTS) = 10% *UTS = 30%

Datum dan Ellipsoida Referensi

Konsep Geodesi untuk Data Spasial. by: Ahmad Syauqi Ahsan

BAB III SISTEM HISAB ALMANAK NAUTIKA DAN ASTRONOMICAL ALGORITHMS JEAN MEEUS. Astronomical Algortihms karya Jean Meeus. Pembahasan lebih memfokuskan

BAB IV ANALISIS METODE HISAB AWAL WAKTU SALAT DALAM KITAB ANFA AL-WASÎLAH, IRSYÂD AL-MURÎD, DAN ṠAMARÂT AL-FIKAR KARYA AHMAD GHOZALI

BENTUK BUMI DAN BIDANG REFERENSI

Vol: 3 No. 2 September 2014 ISSN: SIMULATOR POSISI MATAHARI DAN BULAN BERBASIS WEB DENGAN WEBGL

PENINGKATAN KESTABILAN PENGUKURAN FREKUENSI RUBIDIUM DENGAN PEMANFAATAN GLOBAL POSITIONING SYSTEM DISCIPLINED OSCILLATOR

BAB 2 STUDI REFERENSI

BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang

Bumi berotasi. Getak Harian - dari timur ke barat. - periodanya 24 jam. - sejajar ekuator langit.

II. TINJUAN PUSTAKA. lim f(x) = L berarti bahwa bilamana x dekat tetapi sebelah kiri c 0 maka f(x)

PRISMA FISIKA, Vol. I, No. 1 (2013), Hal. 1-7 ISSN : Visualisasi Efek Relativistik Pada Gerak Planet

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

BEBERAPA PEMIKIRAN TENTANG SISTEM DAN KERANGKA REFERENSI KOORDINAT UNTUK DKI JAKARTA. Hasanuddin Z. Abidin

IPA TERPADU KLAS VIII BAB 14 BUMI, BULAN, DAN MATAHARI

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Teknologi satelit altimetri pertama kali diperkenalkan oleh National Aeronautics and Space Administration (NASA)

AS Astronomi Bola. Suhardja D. Wiramihardja Endang Soegiartini Yayan Sugianto Program Studi Astronomi FMIPA Institut Teknologi Bandung

ROTASI BENDA LANGIT. Chatief Kunjaya. KK Atronomi, ITB. Oleh : TPOA, Kunjaya 2014

Pembuatan Program Pengolahan Data GPS Analisa Pseudorange Dan Koreksi Troposfer

B A B IV HASIL DAN ANALISIS

4. Orbit dalam Medan Gaya Pusat. AS 2201 Mekanika Benda Langit

Studi Kasus 1. Komet dalam orbit parabola

KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONAL DIREKTORAT JENDRAL PENDIDIKAN MENENGAH DIREKTORAT PEMBINAAN SMA. Soal Tes Olimpiade Sains Nasional 2011

BAB IV ANALISIS METODE HISAB AWAL BULAN KAMARIAH QOTRUN NADA DALAM KITAB METHODA AL-QOTRU

3. ORBIT KEPLERIAN. AS 2201 Mekanika Benda Langit. Monday, February 17,

SISTEM KOORDINAT SISTEM TRANSFORMASI KOORDINAT RG091521

Kumpulan Soal Astronomi dan Jawabannya

GERAK BUMI DAN BULAN

GLOSARIUM. Aberasi : Perpindahan semu arah berkas cahaya bintang akibat gerak Bumi

BAB I PENDAHULUAN. tujuan dan manfaat penelitian. Berikut ini uraian dari masing-masing sub bab. I.1. Latar Belakang

Bahan Minggu XV Tema : Pengantar teori relativitas umum Materi :

GPS vs Terestris (1)

SISTEM KOORDINAT SISTEM TRANSFORMASI KOORDINAT RG091521

BAB IV ANALISIS HISAB AWAL WAKTU SALAT DALAM PROGRAM JAM WAKTU SALAT LED. A. Algoritma penentuan awal waktu Salat dalam Program Jam Waktu

Membandingkan Hasil Pengukuran Beda Tinggi dari Hasil Survei GPS dan Sipat Datar

BAB I PENDAHULUAN. I.1. Latar Belakang. bentuk spasial yang diwujudkan dalam simbol-simbol berupa titik, garis, area, dan

BAB IV ANALISIS SISTEM HISAB AWAL WAKTU SALAT PROGRAM MAWAAQIT VERSI A. Analisis Sistem Hisab Awal Waktu Salat Program Mawaaqit Versi 2001

BAB 2 DATA DAN METODA

HUKUM NEWTON TENTANG GRAVITASI DAN GERAK PLANET

GERAK EDAR BUMI & BULAN

Sabar Nurohman, M.Pd

PROYEKSI PETA DAN SKALA PETA

BAB IV ANALISIS KOMPARASI ALGORITMA EQUATION OF TIME JEAN MEEUS DAN SISTEM NEWCOMB

ANALISA NILAI TEC PADA LAPISAN IONOSFER DENGAN MENGGUNAKAN DATA PENGAMATAN GPS DUA FREKUENSI PEMBIMBING EKO YULI HANDOKO, ST, MT

PENENTUAN POSISI DENGAN GPS

MODUL PRAKTIKUM Perkuliahan Astrofisika (FI567)

Aplikasi Survei GPS dengan Metode Statik Singkat dalam Penentuan Koordinat Titik-Titik Kerangka Dasar Pemetaan Skala Besar

Analisis dan Kontrol Optimal Sistem Gerak Satelit Menggunakan Prinsip Minimum Pontryagin

BAB I SISTEM KOORDINAT

PENGENALAN GPS & PENGGUNAANNYA

PENENTUAN POSISI DENGAN GPS UNTUK SURVEI TERUMBU KARANG. Winardi Puslit Oseanografi - LIPI

Proyeksi Peta. Tujuan

5. BOLA LANGIT 5.1. KONSEP DASAR SEGITIGA BOLA

BAB IV ANALISIS. Gambar 4.1 Suhu, tekanan, dan nilai ZWD saat pengamatan

Telaah Teoretis dan Perhitungan Komputasional untuk Penentuan Posisi Geogras dengan Menggunakan Global Positioning System (GPS)

Bab II TEORI DASAR. Suatu batas daerah dikatakan jelas dan tegas jika memenuhi kriteria sebagai berikut:

BAB IV ANALISIS METODE HISAB AWAL WAKTU SALAT AHMAD GHOZALI DALAM KITAB ṠAMARĀT AL-FIKAR

B A B III GPS REALTIME UNTUK PENGAMATAN TROPOSFER DAN IONOSFER

BAB II SISTEM SATELIT NAVIGASI GPS

1. Fenomena Alam Akibat Perubahan Kedudukan Bumi, Bulan, terhadap Matahari. Gerhana Matahari

SMA/MA IPS kelas 10 - GEOGRAFI IPS BAB 3. Mengenal Planet Bumilatihan soal 3.2

KUMPULAN SOAL & PEMBAHASAN OSK OSP OSN DLL KOORDINAT BENDA LANGIT (By. Mariano N.)

BAB IV ANALISIS KUAT MEDAN PADA PENERIMAAN RADIO AM

PROGRAM PERSIAPAN OLIMPIADE SAINS BIDANG ASTRONOMI 2014 SMA 2 CIBINONG TES 20 MEI 2014

Cladius Ptolemaus (abad 2) Geosentris

PROSES DAN TIPE PASANG SURUT

PENGENALAN GPS & PENGGUNAANNYA Oleh : Winardi & Abdullah S.

Bab III Aplikasi Efek Radiasi Termal Pada Asteroid

BAB I PENDAHULUAN. Satu hal yang menarik ketika kita mengamati bintang-bintang dengan mata

BAB IV PASANG SURUT AIR LAUT TIPE MIXED TIDES PREVAILING DIURNAL (PELABUHAN TANJUNG MAS SEMARANG) UNTUK PENENTUAN AWAL BULAN KAMARIAH

Transkripsi:

Modul-3 : Sistem Waktu Hasanuddin Z. Abidin Geodesy Research Division Institute of Technology Bandung Jl. Ganesha 10, Bandung, Indonesia E-mail : hzabidin@gd.itb.ac.id Bumi KU Meridian pengamat Version : February 2007 Titik semi Lecture Slides of GD. 2213 Satellite Geodesy Geodesy & Geomatics Engineering Institute of Technology Bandung (ITB)

SISTEM WAKTU (1) Sistem Waktu berperan dalam pendefinisian Sistem Koordinat. Contoh : CIS ------> CEP pada epok J2000.0 CTS ------> arah sumbu-x (meridian Greenwich) Dua aspek waktu : epok (kala) dan interval. - Epok mendefinisikan secara presisi waktu kejadian suatu fenomena atau pengamatan - Interval adalah selang waktu antara dua epok. Sistem waktu diperlukan untuk menghubungkan ukuran waktu yang biasa kita gunakan (tahun,bulan,hari,jam,menit,detik) dengan fenomena fisik maupun geometrik yang diukur/diamati. Hasanuddin Z. Abidin, 1997

SISTEM WAKTU (2) ADA 3 SISTEM WAKTU [Moritz and Mueller, 1987] : 1. WAKTU BINTANG (sidereal time) dan WAKTU MATAHARI (universal/solar time) yang berdasarkan rotasi harian Bumi. 2. WAKTU DINAMIK, yang berdasarkan pada pergerakan benda-benda langit (celestial bodies) dalam sistem matahari. 3. WAKTU ATOM, yang berdasarkan pada osilasi elektromagnetik yang dikontrol atau dihasilkan oleh transisi kuantum dari suatu atom. Hasanuddin Z. Abidin, 1997

Pergerakan (orbit) satelit X Z Rotasi Bumi t 1 t 2 Pengukuran jarak Y EFFEK KESALAHAN WAKTU DALAM GEODESI SATELIT Hasanuddin Z. Abidin, 2001

SISTEM WAKTU PROSES PERIODIK Rotasi Bumi Revolusi Bumi Osilasi Atom JENIS -Universal Time (UT) -Greenwich Sidereal Time (GST) -Ephemeris Time (ET) -Terrestrial Dynamic Time (TDT) -Barycentric Dynamic Time (TDB) -Geocentric Coordinate Time (TCG) -Barycentric Coordinate Time (TCB) -International Atomic Time (IAT) -UT Coordinated (UTC) -GPS Time KATEGORI - S.W. Matahari - S.W. Bintang - S.W. Dinamik - S.W. Dinamik - S.W. Dinamik - S.W. Dinamik - S.W. Dinamik - S.W. Atom - S.W. Atom - S.W. Atom Hasanuddin Z. Abidin, 2001

SISTEM WAKTU BINTANG (1) Waktu bintang (sidereal time) berkaitan langsung dengan rotasi bumi. Epok waktu bintang secara numerik adalah sudut waktu dari titik semi (vernal equinox). Waktu bintang biasanya ditentukan dengan pengamatan bintang. Titik semi Bumi KU waktu bintang Meridian pengamat Hasanuddin Z. Abidin, 1997

SISTEM WAKTU BINTANG (2) Sudut waktu dari titik semi sejati (masih dipengaruhi oleh presesi dan nutasi) dinamakan WAKTU BINTANG SEJATI (Apparent Sideral Time, AST). Bila referensinya meridian Greenwich maka dinamakan GAST (Greenwich Apparent Sideral Time), dan bila referensinya meridian lokal dinamakan LAST (Local Apparent Sideral Time). Sudut waktu dari titik semi menengah (masih dipengaruhi oleh presesi) dinamakan WAKTU BINTANG MENENGAH (Mean Sideral Time, MST). Bila referensinya meridian Greenwich maka dinamakan GMST (Greenwich Mean Sideral Time), dan bila referensinya meridian lokal dinamakan LMST (Local Mean Sideral Time). Titik semi Bumi KU waktu bintang Meridian pengamat Hasanuddin Z. Abidin, 1997

SISTEM WAKTU BINTANG (3) Ekuator Meridian Greenwich Ekuator Meridian Greenwich KU GAST KU GMST Meridian Lokal EE Meridian Lokal Titik semi sejati LAST Titik semi menengah LMST (Mean-Apparent) Sidereal Times = Equation of Equinoxes (EE) GMST - LMST = GAST - LAST =, GMST - GAST = LMST - LAST =. cos(ee). dimana adalah bujur dari meridian lokal dan adalah nutasi dalam komponen bujur. Hasanuddin Z. Abidin, 2001

SISTEM WAKTU BINTANG (4) Satu hari bintang adalah interval waktu antara dua kulminasi atas yang berurutan dari titik semi menengah di meridian tertentu. Jam nol (00:00) suatu hari bintang adalah pada saat titik semi (menengah) berkulminasi atas. Bumi KU Meridian pengamat waktu bintang Waktu bintang sejati tidak Titik semi digunakan sebagai ukuran interval waktu karena kecepatannya yang tidak uniform, yang disebabkan oleh bervariasinya kecepatan rotasi bumi dan juga arah dari sumbu rotasi bumi itu sendiri. Karena titik semi menengah masih dipengaruhi oleh presesi, maka satu hari bintang akan lebih pendek sekitar 0.0084 s dari periode bumi yang sebenarnya. Hasanuddin Z. Abidin, 1997

SISTEM WAKTU MATAHARI (1) Waktu matahari (solar or universal time) berkaitan dengan rotasi bumi dan juga revolusi bumi sekeliling matahari. Epok waktu matahari secara numerik adalah sudut waktu dari matahari. Matahari Bumi KU waktu matahari Meridian pengamat Karena pergerakan matahari sejati (apparent sun) sepanjang ekliptika tidak uniform, maka matahari sejati kurang ideal untuk pendefinisian sistem waktu. Yang sebaiknya digunakan adalah matahari khayal (fictious sun) atau matahari menengah (mean sun) yang dikarakterisir dengan pergerakannya yang uniform sepanjang ekliptika. Hasanuddin Z. Abidin, 1997

SISTEM WAKTU MATAHARI (2) Jam nol (00:00) suatu hari matahari adalah pada saat matahari menengah berkulminasi bawah KU tengah malam Satu hari matahari adalah interval waktu antara dua kulminasi bawah yang berurutan dari matahari menengah di meridian tertentu Matahari Bumi waktu matahari Meridian pengamat dari tengah malam ke tengah malam berikutnya. Hasanuddin Z. Abidin, 1997

SISTEM WAKTU MATAHARI (3) Sistem waktu matahari menengah (mean solar time, MT) didefinisikan sebagai : MT = Sudut waktu matahari menengah + 12 jam Bila referensinya meridian Greenwich dinamakan GMT (Greenwich Mean Solar Time) yang disebut juga Universal Time (UT). Bila referensinya meridian lokal dinamakan LMT (Local Mean Solar Time). Dalam kasus matahari sejati, bila referensinya meridian Greenwich maka waktu mataharinya dinamakan GAT (Greenwich Apparent Solar Time). Bila referensinya meridian lokal dinamakan LAT (Local Apparent Solar Time). Matahari Bumi KU waktu matahari Meridian pengamat Hasanuddin Z. Abidin, 1997

SISTEM WAKTU MATAHARI (4) GAT LAT Meridian Greenwich GMT LMT Meridian Greenwich Matahari Sejati Meridian Lokal Matahari Menengah Meridian Lokal Hasanuddin Z. Abidin, 1999

Solar Days are not all alike Ellipse Dec. 1 fast Dec 2 slow June 2 June 1 A Solar Day is the time between consecutive Solar Noons. All Solar Days are not the same length (sundial watch)! The Earth moves faster in orbit when closer to the Sun. Due to the Earth s orbital tilt, the Sun s apparent motion along the Ecliptic is faster near the Solstices than near the Equinoxes. A Mean Solar Day is the average length of all Solar Days Source : internet file, site unknown

UNIVERSAL TIME, U.T. (1) Universal Time (UT) adalah waktu matahari menengah yang bereferensi ke meridian Greenwich (Greenwich Mean Solar Time, GMT). UT akan dipengaruhi oleh ketidak-teraturan rotasi bumi. Ketidak-teraturan rotasi bumi disebabkan oleh : adanya variasi spasial dari posisi sumbu rotasi bumi terhadap badan bumi ----> gerakan kutub (polar motion) adanya variasi temporal dari kecepatan rotasi bumi ----> adanya variasi dalam panjangnya hari (length of day, LOD). Variasi dari kecepatan rotasi bumi dapat dibagi atas 3 jenis, yaitu : variasi musim dan variasi-variasi periodik lainnya (variasi harian). perlambatan ataupun percepatan yang berjangka waktu lama (sekular). fluktuasi-fluktuasi yang tidak teratur sifatnya. Karena adanya variasi-variasi di atas, UT dikategorikan atas beberapa macam, yaitu UT0, UT1, dan UT2. Hasanuddin Z. Abidin, 1997

UNIVERSAL TIME, U.T. (2) UT0 = UT dari hasil pengamatan UT1 = UT0 + koreksi gerakan kutub UT2 = UT1 + koreksi variasi musim 60 Variasi cepat dari UT1 (dari VLBI) mikrodetik 40 20 0-20 -40 Ref. : NASA Homepage -60 12 14 16 18 20 22 24 26 Januari 1994

UNIVERSAL TIME, U.T. (3) Pada saat ini ada sekitar 50-an stasion pengamat di dunia yang menentukan LMST (Local Mean Sidereal Time) nya. LMST ini kemudian ditransformasikan ke UT0, melalui LMT (Local Mean Solar Time) sebagai berikut : LMT = (LMST - m ) + 12 h UT0 = LMT - dimana m adalah asensio rekta dari matahari menengah dan adalah bujur dari stasion pengamat. Setiap stasion pengamat kemudian mengirimkan UT0 nya ke BIH di Paris. BIH kemudian mengaplikasikan koreksi-koreksi gerakan kutub dan variasi musim ke seluruh UT0. Proses smoothing kemudian diterapkan untuk menentukan harga tunggal UT1 dan UT2 yang bersifat internasional. Hasanuddin Z. Abidin, 1997

UNIVERSAL TIME, U.T. (4) Dihitung LMT = (LMST - m ) + 12 h UT0 = LMT - UT0 LMT Meridian Greenwich Vernal Equinox m - Matahari Menengah LMST Meridian Lokal Hasanuddin Z. Abidin, 1999 Diukur

UNIVERSAL TIME, U.T. (5) Dalam penentuan UT1 dan UT2 perlu dicatat bahwa koreksi gerakan kutub berbeda untuk setiap stasion pengamat; sedangkan koreksi musim sama untuk setiap stasion. UT2 masih dipengaruhi oleh variasi sekular dan fluktuasi yang tidak teratur. UT1 adalah representasi dari rotasi bumi yang sebenarnya dan punya peran yang penting : - UT1 adalah skala waktu fundamental dalam astronomi geodesi dan geodesi satelit. - UT1 mendefinisikan orientasi sebenarnya dari CTS dalam ruang. - UT1 adalah sistem waktu dasar untuk navigasi. Ketelitian tipikal dari hasil estimasi UT1 pada saat ini adalah 0.02 ms. Hasanuddin Z. Abidin, 1997

UNIVERSAL TIME, U.T. (6) Contoh variasi UT1 sejak 1600-an [Langley, 1999] : 80 dt (detik) 60 40 20 0-20 variasi sekular variasi periodik dan variasi fluktuatif -40 Tahun -60 1600 1700 1800 1900 2000 Hasanuddin Z. Abidin, 2001

Hari Matahari vs Hari Bintang Karena Bumi melakukan revolusi sekitar Matahari, maka satu hari Matahari akan sedikit lebih panjang dibandingkan satu hari Bintang http://astrosun2.astro.cornell.edu/academics/ courses//astro201/sidereal.htm 0.986/360 x 24 jam 4 menit

Hari Matahari vs Hari Bintang 1 Hari Matahari = 24 hr 1 Hari Bintang = 23 hr 56 m 4.091 s

Sidereal time vs. Solar time. Left: a distant star (the small red circle) and the Sun are at culmination, on the local meridian. Centre: only the distant star is at culmination (a mean sidereal day). Right: few minutes later the Sun is on the local meridian again. A solar day is complete http://en.wikipedia.org/wiki/sidereal_time Hasanuddin Z. Abidin, 2001

Animasi Hari Matahari vs Hari Bintang http://www.astro-tom.com/time/sidereal_time.htm

WAKTU BINTANG WAKTU MATAHARI Hubungan antara kedua sistem waktu adalah didasarkan pada hubungan matematis berikut : MST = MT + m - 12 h dimana MST adalah Mean Sidereal Time, MT adalah Mean Solar Time, dan m adalah asensio rekta dari matahari menengah. Hubungan di atas dapat dijabarkan sbb. [Seeber, 1993] : MST = MT + 6 h 41 m 50.54841 s + 8640184.812866 s.t + 0.093104 s.t 2-6.2 s.10-6.t 3 dimana t adalah waktu sejaka sejak epok standar J2000, January 1, 12h UT1, dihitung dalam abad Julian, yang 1 tahunnya = 365.25 hari. 1 hari bintang menengah = 1 hari matahari menengah - 3 m 55.909 s Hasanuddin Z. Abidin, 2001

SISTEM WAKTU DINAMIK (1) Sistem waktu dinamik diturunkan berdasarkan pergerakanpergerakan Bumi, Bulan dan planet-planet dalam sistem matahari. Sistem waktu dinamik ini didefinisikan pertama kali dengan sistem Ephemeris Time (ET) pada tahun 1960, karena adanya ketidakcermatan dalam skala waktu UT yang disebabkan oleh adanya ketidakteraturan dan variasi pada rotasi Bumi. ET adalah skala waktu astronomis yang didasarkan pada pergerakan Bumi mengelilingi Matahari [NIST, 2000]. Secara praktis ET ditentukan dengan membandingkan posisi hasil pengamatan dari Matahari, planet-planet dan Bulan, dengan data tabulasi hasil prediksi berdasarkan teori-teori analitis atau empiris dari pergerakan benda-benda langit. Hasanuddin Z. Abidin, 2001

SISTEM WAKTU DINAMIK (2) Sekitar tahun 1976, dua jenis sistem waktu dinamik baru didefiniskan, yaitu : TDB (Barycentric Dynamic Time) dan TDT (Terrestrial Dynamic Time). Sistem waktu TDB diturunkan dari pergerakan planet-planet serta bulan yang mengacu ke barycenter (pusat massa) dari sistem matahari dan sistem TDT mengacu ke pusat massa Bumi (geocenter). TDB adalah sistem waktu inersia (berdasarkan Hukum Newton) dan umum digunakan dalam pendefinisian ephemeris dari sistem matahari serta navigasi wahana angkasa. TDT adalah sistem waktu kuasi-inersia pengganti Ephemeris Time; dan umum digunakan dalam pengintegrasian persamaan diferensial dari pergerakan satelit dalam mengorbit bumi. Hasanuddin Z. Abidin, 2001

SISTEM WAKTU DINAMIK (3) Dalam kerangka teori relativitas umum (general relativity) jam yang bergerak bersama Bumi akan mengalami variasi periodik akibat pergerakannya dalam medan gravitasi matahari. Dalam kerangka ini waktu tidak lagi menjadi kuantitas yang absolut, melainkan kuantitas yang berubah dengan lokasi dan kecepatan. Dengan kata lain setiap jam akan menunjukkan waktu sebenarnya (proper time) nya masing-masing tergantung lokasi dan kecepatannya, dan kesemuanya terhubungkan melalu transformasi ruang-waktu empat-dimensi [Montenbruck & Gill, 2000]. Hasanuddin Z. Abidin, 2001

SISTEM WAKTU DINAMIK (4) Untuk mengakomodir adanya efek relativitas ini maka pada tahun 1992, IAU mendefiniskan sistem-sistem waktu baru, yaitu : Terrestrial Time (TT), Geocentric Coordinate Time (TCG), dan Barycentric Coordinate Time (TCB). TT dimaksudkan untuk menggantikan TDT. Secara konseptual, TT adalah skala waktu uniform yang akan diukur oleh suatu jam yang ideal di permukaan geoid. Secara praktis, TT direalisasikan dengan waktu atom internasional (TAI). TT dinyatakan dalam hari, dimana satu harinya sama dengan 86400 detik SI (Satuan Internasional). TCG adalah koordinat waktu relativistik dari kerangka geosentrik 4-D TCB adalah koordinat waktu relativistik dari kerangka barisentrik 4-D Hasanuddin Z. Abidin, 2001

SISTEM WAKTU ATOM (1) Waktu Atom (Atomic Time, AT) didasarkan pada osilasi elektromagnetik yang dihasilkan oleh transisi kuantum suatu atom. Unit waktu secara internasional adalah detik yang didefinisikan berdasarkan waktu atom yang dijabarkan sebagai berikut : The unit of time of the International System of Units is the second defined in the following term : The second is the duration of 9 192 631 770 periods of the radiation corresponding to the transition between the two hyperfine levels of the ground state of the Cesium-133 atom [ICWM, 1967]. Atom lainnya selain Cesium, seperti Rubidium dan Hydrogen Maser, juga dapat digunakan untuk merealisasikan sistem waktu atom. Hasanuddin Z. Abidin, 1999

CONTOH JAM ATOM Contoh jam atom Cesium yang digunakan oleh USNO (United States Naval Observatory). Model HP5071A made by Hewlett- Packard, Inc Ref. http://www-geology.ucdavis.edu/ Hasanuddin Z. Abidin, 2000

SISTEM WAKTU ATOM (2) Waktu Atom Internasional (International Atomic Time, TAI) ditetapkan dan dijaga oleh BIPM di Paris. Sampai Nov. 1999 TAI ditentukan berdasarkan data dari 50 laboratorium yang mengoperasikan sekitar 200 jam atom di seluruh dunia. TAI ditentukan dengan mengambil nilai rata-rata (dengan pembobotan) dari pembacaan seluruh jam yang terlibat. Beberapa jenis jam (osilator) atom : Tipe Osilator Frekuensi osilasi (Hz) Stabilitas perhari (df/f) Waktu untuk kehilangan 1 detik (dalam tahun) Kristal Quartz 5 000 000 (tipikal) 10.E-9 30 Rubidium 6 834 682 613 10.E-12 30 ribu Cesium 9 192 631 770 10.E-13 300 ribu Hydrogen Maser 1 420 405 751 10.E-15 30 juta Hasanuddin Z. Abidin, 2000

Hubungan WAKTU ATOM Dengan WAKTU BINTANG/MATAHARI Waktu Atom terikat dengan Waktu Bintang ataupun Waktu Matahari melalui UT1, berdasarkan formulasi berikut: TAI = UTC + 1.00. n UT1 - UTC < 0.90 dimana UTC adalah Universal Time Coordinated, dan n adalah bilangan genap yang ditetapkan oleh IERS. Sebagai contoh pada Juni 1996, n=30. Kalau UT1 - UTC >0.9 maka 1 detik tambahan (leap second) akan ditambahkan ke waktu UTC. Hasanuddin Z. Abidin, 2001

Variasi Skala Waktu UT1 Perbedaan antara skala waktu yang didasarkan pada rotasi Bumi (UT1) dengan skala waktu yang uniform ditunjukkan pada grafik di samping. Grafik ini juga menunjukkan adanya perlambatan dalam rotasi Bumi. Variasi dari UT1 Quadratic fit Ref. : Langley (1999) Hasanuddin Z. Abidin, 2000

UTC (Universal Time Coordinated) UTC adalah skala waktu terkoordinir yang dijaga oleh the Bureau International des Poids et Mesures (BIPM). Di adopsi sejak tahun 1972. Detik dari UTC adalah detik SI, yaitu detik atom yang didefinisikan oleh frekuensi resonansi dari atom Cesium. UTC adalah basis yang digunakan untuk desiminasi tanda waktu dan frekuensi standar saat ini di dunia. Jam UTC punya kecepatan yang sama dengan jam atom TAI, tapi berbeda senilai bilangan integer detik (leap seconds). Penunjukkan waktu UTC dibuat agar selalu dekat dengan penunjukkan waktu astronomis UT1, yaitu dalam interval 0.9s. Seandainya perbedaannya melebihi 0.9s, maka leap second akan ditambahkan atau dikurangkan ke UTC, tergantung kecepatan rotasi Bumi (sampai saat ini semua leap second adalah bilangan positif). Ref. : Langley (1999) Hasanuddin Z. Abidin, 2000

TAI - UTC Sejak tahun 1972, perbedaan antara International Atomic Time (TAI) dan UTC adalah bilangan integer dari detik, dimana saat ini (Feb. 2007) adalah 33 sec. Sebelum tahun 1972, UTC di adjust dalam step-step yang lebih kecil, dan juga kecepatannya diubah-ubah. Ref. : Langley (1999) Hasanuddin Z. Abidin, 2000

UTC - TAI Sejak UTC-TAI Sejak UTC-TAI 1 Jan. 1972-10 detik 1 Juli 1983-22 detik 1 Juli 1972-11 detik 1 Juli 1985-23 detik 1 Jan. 1973-12 detik 1 Jan. 1988-24 detik 1 Jan. 1974-13 detik 1 Jan. 1990-25 detik 1 Jan. 1975-14 detik 1 Jan. 1991-26 detik 1 Jan. 1976-15 detik 1 Juli 1992-27 detik 1 Jan. 1977-16 detik 1 Juli 1993-28 detik 1 Jan. 1978-17 detik 1 Juli 1994-29 detik 1 Jan. 1979-18 detik 1 Jan. 1996-30 detik 1 Jan. 1980-19 detik 1 Juli 1997-31 detik 1 Juli 1981-20 detik 1 Jan. 1999-32 detik 1 Juli 1982-21 detik 1 Jan. 2006-33 detik Ref. : [Montenbruck & Gill, 2000]; http://tycho.usno.navy.mil/leapsec.html Hasanuddin Z. Abidin, 20017

WAKTU ATOM dan WAKTU DINAMIK Waktu Atom terikat dengan Waktu Dinamik melalui hubungan berikut : 60 TAI = TDT - 32.184 50 40 TDB TCB TCG dimana TDT adalah Terrestrial Time Dynamic. dt (detik) 30 20 10 0-10 -20 UT1 TT(=TDT=ET) TAI GPS -30 UTC -40 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 Tahun Hasanuddin Z. Abidin, 2001

WAKTU ATOM dan WAKTU GPS Waktu Atom terikat dengan waktu GPS melalui hubungan berikut : TAI = Waktu GPS + 19.000 (offset konstan) dimana Waktu GPS adalah sistem waktu yang digunakan oleh sistem satelit navigasi GPS (Global Positioning System). Dari hubungan sebelumnya, maka hubungan antara UTC dan waktu GPS dapat diformulasikan sebagai berikut : Waktu GPS = UTC + 1.00. n - 19.000 UTC dan waktu GPS adalah sistem-sistem waktu atom. Hasanuddin Z. Abidin, 2001

Hubungan : UTC-GPS-TAI-TT Rate SI Rate UTC GPS TAI TT 32.184 s (fixed) (ET 1984.0) 32 s (Jan. 1999) 13 s (Jan. 1999) Variable but generally slower rate UT1 0.9 s lag Ref. : Langley (1999) Hasanuddin Z. Abidin, 2000

PENANGGALAN JULIAN Penanggalan Julian (Julian Date, JD) dihitung mulai 1 Januari 4713 SM. Unit waktunya adalah hari. Suatu hari Julian dimulai jam 12:00 UT (tengah hari). Untuk menghemat dijit dan menempatkan awal hari di tengah malam sebagaimana sistem waktu sipil, diperkenalkan sistem penanggalan yang merupakan modifikasi dari penanggalan Julian, yang dinamakan Modified Julian Date (MJD). MJD diturunkan dari JD dengan formulasi berikut : MJD = JD - 2400000.5 Beberapa contoh : - 6 Januari 1980 jam 00:00 UT (epok standar GPS) JD = 2444244.5-1 Januari 2000 jam 12:00 UT (epok standar, e.g CIS) JD = 2451545.0 Hasanuddin Z. Abidin, 1999

SIPIL ke JULIAN Diketahui : Waktu dalam penanggalan sipil yang dinyatakan sbb. Tahun dinyatakan dengan bilangan bulat Y. Bulan dinyatakan dengan bilangan bulat M. Hari dinyatakan dengan bilangan bulat D. Jam dinyatakan dengan bilangan pecahan UT. Ditanyakan : Waktu tersebut dalam penanggalan Julian, JD. Penyelesaian : Algoritma berikut ini [Hoffmann-Wellenhof, 1992] berlaku untuk epok antara Maret 1900 sampai Februari 2100. JD = INT [365.25 y] + INT [30.6001 (m+1)] + D + UT/24 + 1720981.5 dimana : INT(.) = bilangan bulat dari bilangan pecahan (.) y = Y - 1 dan m = M + 12, bila M 2 y = Y dan m = M, bila M 2 Dalam hal GPS, minggu GPS yang dinyatakan dengan WEEK dapat dihitung sbb. : WEEK = INT [(JD - 2444244.5)/7] Hasanuddin Z. Abidin, 1999

JULIAN ke SIPIL Diketahui Ditanyakan : Waktu tersebut dalam penanggalan Julian, JD. : Waktu dalam penanggalan sipil yang dinyatakan sbb. Tahun dinyatakan dengan bilangan bulat Y. Bulan dinyatakan dengan bilangan bulat M. Hari dinyatakan dengan bilangan bulat D. Penyelesaian : Algoritma berikut ini [Hoffmann-Wellenhof, 1992] berlaku untuk epok antara Maret 1900 sampai Februari 2100. D = b - d - INT[30.6001.e] + FRAC[JD+0.5] M = e - 1-12.INT[e/14] Y = c - 4715 - INT[(7 + M)/10] FRAC[.] = nilai pecahan dari bilangan pecahan (.) Hari dalam suatu minggu dapat dihitung sbb. : N = modulo { INT[JD + 0.5], 7 } a = INT[JD + 0.5] b = a + 1537 c = INT[(b - 122.1)/365.25] d = INT[365.25. c] e = INT[(b-d)/30.6001] N = 0 ---> Senin N = 1 ---> Selasa.. N = 6 ---> Minggu Hasanuddin Z. Abidin, 1999

International Time Zones International time zones define the time of day in places around the world with respect to the standard time kept in Greenwich, England, a city that lies on the prime meridian. Each time zone spans about 15 degrees of longitude, but actual zone lines vary to account for political boundaries and economic considerations. http://www.skybooksusa.com/time-travel/timeinfo/standard.htm

TIME TRANSFER : Common-View Technique A measurement technique used to compare two clocks or oscillators at remote locations http://tf.nist.gov/general/glossary.htm Hasanuddin Z. Abidin, 2007

Learning Sites on Time System 1. http://tycho.usno.navy.mil/systime.html 2. http://tf.nist.gov/ 3. http://en.wikipedia.org/wiki/sidereal_time 4. http://physics.nist.gov/genint/time/atomic.html 5. http://tf.nist.gov/general/glossary.htm 6. http://www.skybooksusa.com/time-travel/timeinfo/sidereal.htm 7. http://wwp.greenwichmeantime.com/ 8. http://tycho.usno.navy.mil/twstt.html 9. http://www.colorado.edu/engineering/gps/timetransfer.html 10. http://www.iers.org/maindisp.csl?pid=101-165 11. http://www.bipm.fr/en/scientific/tai/tai.html Hasanuddin Z. Abidin, 2007

Tugas-3 : Geodesi Satelit - I Waktu Penyelesaian = 1 minggu 1. Jelaskan hubungan antara sistem waktu dan sistem koordinat. Gunakan gambar/ilustrasi untuk memperjelas jawaban saudara/i. 2. Jelaskan yang dimaksud dengan istilah-istilah berikut : a. GMT, UT0, UT1, dan UT2 b. TAI, UTC, dan Waktu GPS 3. Buat program komputer atau MATLAB untuk mengkonversikan penaggalan sipil ke penanggalan Julian dan sebaliknya. Dengan program ini : a. Buktikan bahwa : JD 2444244.5 = 6 Januari 1980, jam 0:00 U.T. JD 2451545.0 = 1 Januari 2000, jam 12:00 U.T. dan sebaliknya. b. Hitung tanggal Julian dari tanggal lahir saudara/i dan temukan hari kelahiran anda (Senin, Selasa, dst.nya). Hasanuddin Z. Abidin, 1999